[實用新型]一種圓柱體動力電池的高效熱管理裝置

有效

• 申請號: 201821475010.0
• 申請日: 2018-09-10
• 公開（公告）號: CN208862116U
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 甘云華;黃昭惠;梁嘉林;李勇
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/613;H01M10/6552
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 梁睦宇

本實用新型涉及動力電池技術領域，公開了一種圓柱體動力電池的高效熱管理裝置，包括圓柱體動力電池、熱管和工質輸送架，工質輸送架包括工質管道和多張傳熱板，工質管道與傳熱板連通，熱管均勻排列組成多條條形格柵，熱管的兩端分別與相鄰的兩張傳熱板連接，圓柱體動力電池均勻安裝于條形格柵中，還設有導熱元件，導熱元件的一垂直側面與熱管貼合，導熱元件的另一垂直側面與傳熱板貼合，其有益效果在于：易于安裝、維護方便，可解決圓柱體動力電池在不同的工作條件下的加熱及散熱問題，將電池組的最高溫度、最低溫度和整體溫差均控制在安全工作范圍內。

技術領域

本實用新型涉及動力電池技術領域，具體涉及一種圓柱體動力電池的高效熱管理裝置。

背景技術

隨著化石燃料能源的減少，環境污染問題日益嚴重，動力電池成為了人們研究的熱點，并且占據越來越大的比重。動力電池因其能量密度高、循環壽命長、綠色環保性能高等優點，成為電動汽車和混合動力汽車等電動設備的動力電源。但是，動力電池使用的同時，內部由于一些物理或電化學反應會產生大量的熱量，使電池的溫度升高，過高的溫度會影響到電池的效率，降低電池循環壽命。在結構緊湊的電池包中，電池組溫度不均勻將導致放電不一致，影響電池組的功率輸出。在某些極端情況，過高溫度甚至導致爆炸事故的發生。此外，在極端的低溫環境中，電池的容量會急劇衰減，內阻會持續增大，電動汽車甚至無法直接啟動。

在目前的研究中，空氣冷卻技術相對成熟，由于空氣導熱性能差，散熱效果并不理想，且空氣比體積小，在流速一定的情況下需要更大的截面積來滿足所需的空氣流量，故難以適應當今結構緊湊、高能量密度的電池包。液體冷卻傳熱速率較高，但實際中電池與冷卻板剛性接觸易損等問題導致漏液的可能性較大，此外也存在結構復雜、壓降較大等不利因素。現有熱管理方式難以兼顧安全、高效以及能量密度的要求。

熱管具有良好的導熱性能，且體積小。將熱管與液體冷卻相結合，可極大地降低流道的復雜程度。而現有的基于熱管的電池熱管理中存在散熱不均勻等問題。因此，提出熱管的電池與冷卻液體結合熱管理系統，因熱管具有良好的導熱性能，且體積小，可以使得電池包結構緊湊，相同的空間可以容納更多的電池，與已有的技術相比有一定優勢，更具發展前景。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了克服以上現有技術存在的不足，提供了一種安全、高效、結構緊湊的圓柱體動力電池的高效熱管理裝置。

本實用新型的目的通過以下的技術方案實現：一種圓柱體動力電池的高效熱管理裝置，包括圓柱體動力電池、熱管和工質輸送架，所述工質輸送架包括工質管道和多張傳熱板，所述工質管道與多張傳熱板連通，所述熱管均勻排列組成多條條形格柵，所述熱管的兩端分別與相鄰的兩張傳熱板連接，所述圓柱體動力電池均勻安裝于條形格柵中，且相鄰的圓柱體動力電池之間留有間隙。

進一步地，從左至右起，排在奇數位的傳熱板的內部對角設置有第一流道，排在偶數位的傳熱板的內部對角設置有第二流道，所述第一流道與第二流道交叉分布，所述工質管道包括第一管路和第二管路，所述第一管路貫穿多張傳熱板的一個對角，且所述第一管路與第一流道連通，所述第二管路貫穿多張傳熱板的另一個對角，且所述第二管路與第二流道連通。

進一步地，所述第一管路的輸入端與首張傳熱板內部的第一流道的斜下角連通，所述第二管路的輸入端與尾張傳熱板內部的第二流道的斜下角連通，所述第一管路的輸出端貫穿尾張傳熱板，所述第二管路的輸出端貫穿首張傳熱板。

進一步地，所述熱管包括第一傳導段，所述第一傳導段焊接有多個電池夾，所述圓柱體動力電池卡接于條形格柵中相對設置的兩個電池夾中。

進一步地，所述第一傳導段與電池夾之間涂有導熱硅膠層。

進一步地，所述電池夾采用彈性鋁片制成。

進一步地，還包括導熱元件，所述導熱元件的一垂直側面與熱管貼合，所述導熱元件的另一垂直側面與傳熱板貼合，所述熱管與導熱元件的貼合處為第二傳導段。